KR20210142473A - Apparatus for preparing positive electrode active material for secondary battery - Google Patents

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KR20210142473A
KR20210142473A KR1020200059349A KR20200059349A KR20210142473A KR 20210142473 A KR20210142473 A KR 20210142473A KR 1020200059349 A KR1020200059349 A KR 1020200059349A KR 20200059349 A KR20200059349 A KR 20200059349A KR 20210142473 A KR20210142473 A KR 20210142473A
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한재성
김균중
김종우
오명환
윤종설
문재영
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주식회사 엘지화학
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Abstract

The present invention is to provide an apparatus for preparing a positive electrode active material, capable of resolving the problem of firing temperature varying by position in a firing furnace to achieve uniform physical properties. The present invention includes a firing tube located in a kiln and having a gas inlet at one end and a gas outlet at the other end; a heating element surrounding the outer circumferential surface of the firing tube; and a firing container positioned within the firing tube and containing a positive electrode active material precursor, wherein the firing container includes a first ceramic plate that extends and protrudes from one surface of the firing container facing the gas inlet and a second ceramic plate that extends and protrudes from the other surface of the firing container at a position opposite to the first ceramic plate.

Description

이차전지용 양극 활물질의 제조장치{APPARATUS FOR PREPARING POSITIVE ELECTRODE ACTIVE MATERIAL FOR SECONDARY BATTERY}Apparatus for manufacturing a cathode active material for a secondary battery

본 발명은 이차전지용 양극 활물질의 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for manufacturing a cathode active material for a secondary battery.

최근 휴대전화, 노트북 컴퓨터, 전기 자동차 등 전지를 사용하는 전자기구의 급속한 보급에 수반하여 소형 경량이면서도 상대적으로 고용량인 이차전지의 수요가 급속히 증대되고 있다. 특히, 리튬 이차전지는 경량이고 고에너지 밀도를 가지고 있어 휴대 기기의 구동 전원으로서 각광을 받고 있다. 이에 따라, 리튬 이차전지의 성능향상을 위한 연구개발 노력이 활발하게 진행되고 있다.Recently, with the rapid spread of electronic devices using batteries, such as mobile phones, notebook computers, and electric vehicles, the demand for small, lightweight and relatively high-capacity secondary batteries is rapidly increasing. In particular, a lithium secondary battery has been in the spotlight as a driving power source for a portable device because it is lightweight and has a high energy density. Accordingly, research and development efforts for improving the performance of lithium secondary batteries are being actively conducted.

리튬 이차전지는 리튬 이온의 삽입(intercalations) 및 탈리(deintercalation)가 가능한 활물질로 이루어진 양극과 음극 사이에 유기 전해액 또는 폴리머 전해액을 충전시킨 상태에서 리튬 이온이 양극 및 음극에서 삽입/탈리 될 때의 산화와 환원 반응에 의해 전기 에너지가 생산된다.In a lithium secondary battery, an organic electrolyte or a polymer electrolyte is charged between a positive electrode and a negative electrode made of an active material capable of intercalation and deintercalation of lithium ions, and lithium ions are intercalated/deintercalated from the positive electrode and the negative electrode. Electric energy is produced by a reduction reaction with

상기 리튬 이차전지의 양극 활물질로는 리튬 전이금속 산화물이 이용되고 있다. 구체적으로, 작용전압이 높고 용량 특성이 우수한 리튬 코발트 산화물, 약 200 mAh/g의 높은 가역용량을 가져 대용량의 전지 구현이 용이한 리튬 니켈 산화물, 상기 리튬 니켈 산화물의 우수한 가역 용량은 유지하면서도 낮은 열안정성을 개선하기 위한 방법으로서, 니켈의 일부를 코발트로 치환한 리튬니켈코발트산화물 또는 니켈의 일부를 망간, 코발트 또는 알루미늄으로 치환한 리튬니켈코발트금속 산화물, 열적 안정성이 우수하고 저렴한 리튬 망간계 산화물, 안정성이 우수한 리튬철인산화물 등이 이용되고 있다.A lithium transition metal oxide is used as a cathode active material of the lithium secondary battery. Specifically, lithium cobalt oxide having a high operating voltage and excellent capacity characteristics, lithium nickel oxide having a high reversible capacity of about 200 mAh/g and easy to implement a large-capacity battery, and low heat while maintaining the excellent reversible capacity of the lithium nickel oxide As a method for improving stability, lithium nickel cobalt oxide in which a part of nickel is substituted with cobalt or lithium nickel cobalt metal oxide in which part of nickel is substituted with manganese, cobalt or aluminum, lithium manganese-based oxide with excellent thermal stability and low cost, Lithium iron phosphate excellent in stability is used.

리튬 이차전지에 사용되는 양극 활물질은 양극 활물질 제조용 전구체와 리튬 원료물질을 소성로에 투입하고 고온에서 산소, 질소와 같은 가스를 투입하며 소성하여 제조한다. 소성 과정에서 일정한 온도 유지와 온도 분포와 균일함은 균일한 소성품을 제조하는데 있어서 중요한데, 발열체가 소성로의 어디에 위치하느냐에 따라 소성 온도의 국부적인 차이가 발생한다. Lab 스케일의 작은 소성로 내에서도 발열체의 위치에 따라 온도 차이를 보이는데, 소성 온도의 불균일함은 소성품인 양극 활물질의 물리 화학적인 물성(예를 들면, 결정 크기, 입자 크기, 잔류 리튬 함량, 양이온 혼합비율(cation mixing) 등)의 불균일함을 유발하여 소성품 내 서로 성질이 다른 균일하지 못한 양극 활물질이 제조되는 문제가 있었다.A cathode active material used in a lithium secondary battery is manufactured by putting a precursor for producing a cathode active material and a lithium raw material into a kiln, and sintering with a gas such as oxygen or nitrogen at a high temperature. Maintaining a constant temperature, temperature distribution, and uniformity in the firing process are important in manufacturing a uniform fired product, and local differences in firing temperature occur depending on where the heating element is located in the firing furnace. Even within the lab scale small kiln, there is a temperature difference depending on the location of the heating element. The non-uniformity of the sintering temperature is due to the physical and chemical properties of the sintered cathode active material (e.g., crystal size, particle size, residual lithium content, cation mixing ratio). (cation mixing, etc.), there was a problem in that non-uniform positive electrode active materials having different properties were manufactured in the fired product.

일본공개특허 제1999-016572호Japanese Patent Laid-Open No. 1999-016572

본 발명은 이차전지용 양극 활물질의 제조시 소성로 내 위치별 소성 온도의 불균일함을 해결하여 균일한 물성을 갖는 양극 활물질을 제조할 수 있는 양극 활물질 제조장치를 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a positive electrode active material manufacturing apparatus capable of manufacturing a positive electrode active material having uniform physical properties by solving the non-uniformity of the firing temperature for each location in a firing furnace when manufacturing a positive electrode active material for a secondary battery.

본 발명은 소성로 내 위치하며, 일단부에 가스 투입구 및 타단부에 가스 배출구를 갖는 소성 튜브; 상기 소성 튜브의 외주면을 둘러싼 발열체; 및 상기 소성 튜브 내 위차하며, 양극활물질 전구체를 담는 소성 용기; 를 포함하며, 상기 소성 용기는, 상기 가스 투입구와 대향하는 소성 용기의 일면에서 연장되어 돌출된 제1 세라믹판 및 상기 제1 세라믹판과 대향하는 위치의 소성 용기의 타면에서 연장되어 돌출된 제2 세라믹판이 형성된 이차전지용 양극 활물질의 제조장치를 제공한다.The present invention is located in the firing furnace, the firing tube having a gas inlet at one end and a gas outlet at the other end; a heating element surrounding the outer circumferential surface of the firing tube; and a firing vessel positioned within the firing tube and containing a cathode active material precursor; wherein the firing vessel includes a first ceramic plate that protrudes from one surface of the firing vessel facing the gas inlet and a second protrudes that extends from the other surface of the firing vessel at a position opposite to the first ceramic plate. Provided is an apparatus for manufacturing a positive active material for a secondary battery in which a ceramic plate is formed.

본 발명에 따른 이차전지용 양극 활물질의 제조장치는 소성로 내 위치별 소성 온도의 불균일함을 해결하여 균일한 온도 분포를 유지하도록 함으로써 균일한 물성을 갖는 양극 활물질을 제조할 수 있다.The apparatus for manufacturing a cathode active material for a secondary battery according to the present invention can manufacture a cathode active material having uniform physical properties by solving the non-uniformity of the firing temperature for each location in the firing furnace to maintain a uniform temperature distribution.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양극 활물질 제조장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 종래 및 본 발명의 일 실시예에 따른 소성 용기의 일 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 비교예 및 실시예의 소성로 내 거리에 따른 온도 변화를 나타낸 그래프이다.
1 is a schematic cross-sectional view of an apparatus for manufacturing a cathode active material according to an embodiment of the present invention.
2 is a view schematically showing a cross-section of a firing vessel according to an embodiment of the present invention and the related art.
3 is a graph showing the temperature change according to the distance in the kiln of Comparative Examples and Examples.

이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이때, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail to help the understanding of the present invention. At this time, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and the inventor appropriately defines the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that it can be done, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 발명의 이차전지용 양극 활물질의 제조장치는 소성로 내 위치하며, 일단부에 가스 투입구 및 타단부에 가스 배출구를 갖는 소성 튜브; 상기 소성 튜브의 외주면을 둘러싼 발열체; 및 상기 소성 튜브 내 위차하며, 양극활물질 전구체를 담는 소성 용기;를 포함하며, 상기 소성 용기는, 상기 가스 투입구와 대향하는 소성 용기의 일면에서 연장되어 돌출된 제1 세라믹판 및 상기 제1 세라믹판과 대향하는 위치의 소성 용기의 타면에서 연장되어 돌출된 제2 세라믹판이 형성된다.An apparatus for manufacturing a cathode active material for a secondary battery according to the present invention includes: a firing tube positioned in a firing furnace and having a gas inlet at one end and a gas outlet at the other end; a heating element surrounding the outer circumferential surface of the firing tube; and a firing container positioned within the firing tube and containing a cathode active material precursor, wherein the firing container includes a first ceramic plate and the first ceramic plate protruding from one surface of the firing container facing the gas inlet A second ceramic plate that protrudes and extends from the other surface of the firing vessel at a position opposite to the first ceramic plate is formed.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양극 활물질 제조장치의 개략적인 단면도이다. 도 1을 참조하면, 소성로(100) 내 소성 튜브(10)가 위치하며, 상기 소성 튜브(10)는 일단부에 가스 투입구(11) 및 타단부에 가스 배출구(12)를 갖는다. 소성 과정에서 반응 가스를 상기 가스 투입구(11)로 투입하여 상기 가스 배출구(12)로 가스가 배출되는 방식이며, 일방향 소성로일 수 있다.1 is a schematic cross-sectional view of an apparatus for manufacturing a cathode active material according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , the firing tube 10 is positioned in the firing furnace 100 , and the firing tube 10 has a gas inlet 11 at one end and a gas outlet 12 at the other end. During the firing process, a reaction gas is introduced into the gas inlet 11 and gas is discharged through the gas outlet 12 , and may be a one-way firing furnace.

상기 소성 튜브의 형상은 특별히 제한된 것은 아니며, 예를 들면, 원통형, 사각기둥형 등일 수 있고, 균일한 열전달 및 가스 흐름 측면에서 보다 바람직하게는 원통형 튜브일 수 있다. 상기 소성 튜브는 세라믹 또는 석영(quartz) 등으로 이루어진 것일 수 있다.The shape of the firing tube is not particularly limited, and for example, it may be a cylindrical shape, a square column shape, or the like, and more preferably a cylindrical tube in terms of uniform heat transfer and gas flow. The firing tube may be made of ceramic or quartz.

상기 소성 튜브(10)의 외주면은 발열체(20)가 둘러싸고 있고, 상기 소성튜브(10) 내 양극 활물질 전구체를 담는 소성 용기(30)가 위치한다. 상기 발열체(20)는 당분야에 공지된 발열체를 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들면, SiC, 니크롬선(Nichrome wire), 칸탈(Kantal), 슈퍼 칸탈(Kantal-super) 등을 사용할 수 있고, 양극 활물질의 소성 온도 영역대를 고려하였을때, 보다 바람직하게는 SiC를 사용할 수 있다. 상기 소성 용기(30)는 당분야에서 통상적으로 사용되는 재료를 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들면 그라파이트(graphite), Al2O3, ZrO2, 석영(quartz) 등을 사용할 수 있다.The outer circumferential surface of the firing tube 10 is surrounded by a heating element 20 , and a firing container 30 containing a cathode active material precursor in the firing tube 10 is located. The heating element 20 can use a heating element known in the art without limitation, for example, SiC, nichrome wire, Kantal (Kantal), super Kantal (Kantal-super), etc. can be used, Considering the firing temperature range of the positive electrode active material, SiC may be more preferably used. For the firing vessel 30 , materials commonly used in the art may be used without limitation, for example, graphite, Al 2 O 3 , ZrO 2 , quartz, or the like may be used.

본 발명의 상기 소성 용기(30)는 상기 가스 투입구(11)와 대향하는 소성 용기(30)의 일면에서 연장되어 돌출된 제1 세라믹판(31) 및 상기 제1 세라믹판(31)과 대향하는 위치의 소성 용기(30)의 타면에서 연장되어 돌출된 제2 세라믹판(32)이 형성된다. 상기 제1 및 제2 세라믹판(31, 32)은 소성 용기(30)와 마찬가지로 당분야에서 통상적으로 소성 용기의 재료로 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들면 그라파이트(graphite), Al2O3, ZrO2, 석영(quartz) 등을 사용할 수 있고, 소성 용기(30)와 동일 또는 상이한 재료로 형성될 수 있다.The firing vessel 30 of the present invention includes a first ceramic plate 31 extending and protruding from one surface of the firing vessel 30 facing the gas inlet 11 and facing the first ceramic plate 31 . A second ceramic plate 32 protruding from the other surface of the firing vessel 30 is formed. As for the first and second ceramic plates 31 and 32 , similarly to the firing vessel 30 , those commonly used as materials of the firing vessel in the art may be used without limitation, for example, graphite, Al 2 . O 3 , ZrO 2 , quartz, etc. may be used, and may be formed of the same or a different material as that of the firing vessel 30 .

종래에는 소성로 내 위치별 소성 온도가 균일하지 못한 문제가 있었고, 특히, 발열체에서 멀어질수록 온도가 낮아지는 문제가 있었으나, 본 발명은 상기 소성 용기(30)에서 연장되어 돌출된 제1 및 제2 세라믹판(31, 32)이 형성됨으로써 보온 효과가 발생하여 소성 용기(30) 내 균일한 온도 구간을 가질 수 있다.Conventionally, there was a problem that the firing temperature for each location in the firing furnace was not uniform, and in particular, there was a problem that the temperature decreased as it moved away from the heating element. By forming the ceramic plates 31 and 32 , a heat-retaining effect is generated, and thus, a uniform temperature range in the firing container 30 may be obtained.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 세라믹판 및 제2 세라믹판은 소성 시 반응 가스가 이동 가능한 개구 형상을 가질 수 있다. 소성 과정에서 상기 가스 투입구(11)로 산소, 질소 등의 소성 반응에서 필요한 반응 가스가 투입되고, 상기 가스 배출구(12)로 배출되게 된다. 이러한 반응 가스와의 원활한 반응을 위해 상기 제1 및 제2 세라믹판(31, 32)은 반응 가스가 이동 가능한 개구 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 세라믹판 및 제2 세라믹판의 개구 형상은 보온 효과를 유지하면서 반응 가스를 이동시킬 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면, 격자 형태의 개구 형상을 가질 수 있다. 도 2는 종래 및 본 발명의 일 실시예에 따른 소성 용기의 일 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 종래의 소성 용기는 일면에서 연장되어 돌출된 세라믹판을 가지지 않으며, 이 경우 보온 효과가 떨어져 소성 용기 내 균일한 온도를 유지하기 어렵다. 반면에, 제1 및 제2 실시 형태에 따른 소성 용기는 일면에서 연장되어 돌출된 세라믹판을 가지며, 격자 형태의 개구 형상을 갖는다. 상기 세라믹판의 형상은 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들면, 도 2에서와 같이 반원형판 모양이 덧붙여져 있는 형상일 수 있다. 도 2의 제1 및 제2 실시형태와 같이 상기 세라믹판이 개구 형상을 가짐으로써 보온 효과를 통해 균일한 온도를 유지하면서도 투입된 반응 가스의 원활한 이동을 확보하여 소성 반응성이 저해되지 않도록 할 수 있다. 도 2의 제1 및 제2 실시형태와 같이 개구 크기 및 개수 등의 형상을 조절하여 제1 및 제2 세라믹판의 개구율을 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first ceramic plate and the second ceramic plate may have an opening shape through which a reactive gas can move during firing. In the firing process, a reaction gas necessary for the firing reaction, such as oxygen and nitrogen, is fed into the gas inlet 11 and discharged through the gas outlet 12 . For a smooth reaction with the reaction gas, the first and second ceramic plates 31 and 32 may have an opening shape through which the reaction gas can move. The opening shapes of the first ceramic plate and the second ceramic plate are not particularly limited as long as they can move the reactive gas while maintaining the thermal insulation effect, but may have, for example, a lattice opening shape. 2 is a view schematically showing a cross-section of a firing vessel according to an embodiment of the present invention and the related art. Referring to FIG. 2 , the conventional firing vessel does not have a protruding ceramic plate extending from one surface, and in this case, it is difficult to maintain a uniform temperature in the firing vessel due to poor thermal insulation effect. On the other hand, the firing containers according to the first and second embodiments have a ceramic plate protruding from one surface, and have a grid-like opening shape. The shape of the ceramic plate is not particularly limited, but may be, for example, a shape in which a semicircular plate shape is added as shown in FIG. 2 . As in the first and second embodiments of FIG. 2 , since the ceramic plate has an opening shape, it is possible to ensure smooth movement of the injected reactive gas while maintaining a uniform temperature through the thermal insulation effect, so that the firing reactivity is not inhibited. As in the first and second embodiments of FIG. 2 , the aperture ratio of the first and second ceramic plates may be controlled by adjusting shapes such as the size and number of apertures.

상기 제1 세라믹판(31) 및 제2 세라믹판(32)은 각각 개구율이 30 내지 75%일 수 있고, 보다 바람직하게는 40 내지 75%, 더욱 바람직하게는 45 내지 60%일 수 있다. 상기 제1 세라믹판(31) 및 제2 세라믹판(32)의 개구율이 너무 낮으면 투입 가스의 이동이 제한되어 반응 가스와 소성품 간의 반응성이 저하되어 결정크기(crystallite size)가 작아지거나, 양이온 혼합(cation mixing) 값이 높아지는 문제가 있을 수 있으며, 개구율이 너무 높으면 보온 효과가 떨어져 소성 용기 내 온도의 균일화 효과가 매우 저감될 수 있다.Each of the first ceramic plate 31 and the second ceramic plate 32 may have an opening ratio of 30 to 75%, more preferably 40 to 75%, and still more preferably 45 to 60%. When the opening ratios of the first ceramic plate 31 and the second ceramic plate 32 are too low, the movement of the input gas is restricted, and the reactivity between the reaction gas and the fired product is reduced, so that the crystallite size becomes small, or the cation There may be a problem in that the value of cation mixing becomes high, and if the opening ratio is too high, the thermal insulation effect is deteriorated, and the effect of equalizing the temperature in the firing vessel may be greatly reduced.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

[실험예 1: 소성 용기 내 온도 변화 측정][Experimental Example 1: Measurement of temperature change in firing vessel]

하기 표 1에서와 같이 제1 및 제2 세라믹판의 개구율을 조절한 실시예 1~7의 소성 용기 내 온도 변화를 측정하였다. 또한, 소성 용기에서 돌출된 세라믹판을 구비하지 않은 종래의 소성 용기를 포함하는 비교예 1의 소성 용기 내 온도 변화를 측정하였다. 온도는 소성 용기 안쪽 영역만 측정하였으며, 가스 투입구 측으로부터 가스 배출구 측 방향으로 2cm 간격으로 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2 및 도 3에 나타내었다.As shown in Table 1 below, temperature changes in the firing vessels of Examples 1 to 7 in which the opening ratios of the first and second ceramic plates were adjusted were measured. In addition, the temperature change in the firing vessel of Comparative Example 1 including the conventional firing vessel without the ceramic plate protruding from the firing vessel was measured. Only the inner region of the firing vessel was measured, and the temperature was measured at intervals of 2 cm from the gas inlet side to the gas outlet side. The results are shown in Table 2 and FIG. 3 below.

실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 실시예4Example 4 실시예5Example 5 실시예6Example 6 실시예7Example 7 비교예1Comparative Example 1 개구율(%)Aperture rate (%) 00 55 3030 4545 6060 7575 9090 세라믹판XCeramic plate X

거리(cm)Distance (cm) 실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 실시예4Example 4 실시예5Example 5 실시예6Example 6 실시예7Example 7 비교예1Comparative Example 1 00 779.6779.6 779.2779.2 779.2779.2 778.2778.2 777.6777.6 776.3776.3 775.7775.7 774.9774.9 22 779.7779.7 779.5779.5 779.3779.3 778.4778.4 778.1778.1 777.6777.6 777.4777.4 776.8776.8 44 779.8779.8 779.8779.8 779.6779.6 779.4779.4 779.1779.1 778.8778.8 778.7778.7 778.2778.2 66 780.2780.2 780.2780.2 780.2780.2 780.2780.2 780.2780.2 780.2780.2 780.2780.2 780.2780.2 88 780.2780.2 780.2780.2 780.2780.2 780.2780.2 780.2780.2 780.2780.2 780.2780.2 780.2780.2 1010 780.1780.1 780.1780.1 780.1780.1 780.1780.1 780.1780.1 780.1780.1 780.1780.1 780.1780.1 1212 780.0780.0 780.0780.0 779.6779.6 779.5779.5 779.1779.1 778.8778.8 778.7778.7 778.3778.3 1414 779.8779.8 779.7779.7 779.5779.5 778.9778.9 778.5778.5 777.8777.8 777.7777.7 777.0777.0 1616 779.7779.7 779.4779.4 779.4779.4 778.4778.4 777.5777.5 776.5776.5 776.0776.0 775.3775.3

상기 표 2 및 도 3을 참조하면, 세라믹판이 형성되지 않은 소성 용기를 갖는 비교예 1의 경우 온도가 가장 불균일하였다. 세라믹판의 개구율이 75% 이하인 실시예 1~6의 온도 균일화 효과가 뛰어난 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 2 and FIG. 3 , in Comparative Example 1 having a firing vessel in which a ceramic plate is not formed, the temperature was the most non-uniform. It can be confirmed that the temperature equalization effect of Examples 1 to 6 in which the opening ratio of the ceramic plate is 75% or less is excellent.

[실험예 2: 소성 반응성 확인][Experimental Example 2: Confirmation of firing reactivity]

상기 표 1에서와 같이 제1 및 제2 세라믹판의 개구율을 조절한 실시예 1~7의 소성 용기를 이용하여 제조한 양극 활물질의 소성 반응성을 확인하기 위하여 양이온 혼합(cation mixing) 값을 측정하였다. 또한, 소성 용기에서 돌출된 세라믹판을 구비하지 않은 종래의 소성 용기를 포함하는 비교예 1의 소성 용기를 이용하여 제조한 양극 활물질의 양이온 혼합(cation mixing) 값을 측정하였다. 양이온 혼합(cation mixing) 값의 수치는 양극 활물질의 X-ray Diffraction 측정 후, TOPAS 분석법을 통해 값을 얻었다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.As shown in Table 1, cation mixing values were measured in order to confirm the firing reactivity of the positive active materials prepared using the firing containers of Examples 1 to 7 in which the opening ratios of the first and second ceramic plates were adjusted. . In addition, the cation mixing value of the positive active material prepared by using the firing vessel of Comparative Example 1 including the conventional firing vessel not having the ceramic plate protruding from the firing vessel was measured. The numerical value of the cation mixing value was obtained through the TOPAS analysis method after measuring the X-ray diffraction of the positive electrode active material. The results are shown in Table 3 below.

실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 실시예4Example 4 실시예5Example 5 실시예6Example 6 실시예7Example 7 비교예1Comparative Example 1 cation mixing(%)cation mixing (%) 3.63.6 2.82.8 1.91.9 1.81.8 2.02.0 2.72.7 3.13.1 3.53.5

상기 표 3을 참조하면, 세라믹판이 형성되지 않은 소성 용기를 갖는 비교예 1의 경우나 세라믹판의 개구율이 0%인 실시예 1의 경우 소성 반응성이 매우 저하되어 양이온 혼합(cation mixing) 값이 높게 나타난 것을 확인할 수 있다. 반면에, 세라믹판의 개구율이 30%~75%인 실시예 3~6의 경우 소성 반응성이 향상되어 양이온 혼합(cation mixing)이 낮게 나타났으며, 특히 실시예 3~5가 양이온 혼합(cation mixing)이 현저히 낮게 나타났다.Referring to Table 3, in the case of Comparative Example 1 having a firing vessel in which a ceramic plate is not formed or Example 1 in which the opening ratio of the ceramic plate is 0%, the firing reactivity is very low and the cation mixing value is high. appeared can be seen. On the other hand, in the case of Examples 3 to 6, in which the opening ratio of the ceramic plate was 30% to 75%, the firing reactivity was improved and cation mixing was low, and in particular, Examples 3 to 5 were cation mixing (cation mixing). ) was significantly lower.

100: 소성로
10: 소성 튜브
11: 가스 투입구
12: 가스 배출구
20: 발열체
30: 소성 용기
31, 32: 제1 세라믹판, 제2 세라믹판
100: kiln
10: firing tube
11: gas inlet
12: gas outlet
20: heating element
30: firing vessel
31, 32: first ceramic plate, second ceramic plate

Claims (6)

소성로 내 위치하며, 일단부에 가스 투입구 및 타단부에 가스 배출구를 갖는 소성 튜브;
상기 소성 튜브의 외주면을 둘러싼 발열체; 및
상기 소성 튜브 내 위차하며, 양극활물질 전구체를 담는 소성 용기; 를 포함하며,
상기 소성 용기는, 상기 가스 투입구와 대향하는 소성 용기의 일면에서 연장되어 돌출된 제1 세라믹판 및 상기 제1 세라믹판과 대향하는 위치의 소성 용기의 타면에서 연장되어 돌출된 제2 세라믹판이 형성된 이차전지용 양극 활물질의 제조장치.
a firing tube positioned in the firing furnace and having a gas inlet at one end and a gas outlet at the other end;
a heating element surrounding the outer circumferential surface of the firing tube; and
a firing container positioned within the firing tube and containing a cathode active material precursor; includes,
The firing vessel may include a secondary having a first ceramic plate extending and protruding from one surface of the firing vessel facing the gas inlet and a second ceramic plate extending from the other surface of the firing vessel at a position facing the first ceramic plate and protruding An apparatus for manufacturing a cathode active material for a battery.
제1항에 있어서,
상기 제1 세라믹판 및 제2 세라믹판은 소성 시 반응 가스가 이동 가능한 개구 형상을 갖는 이차전지용 양극 활물질의 제조장치.
According to claim 1,
The first ceramic plate and the second ceramic plate are an apparatus for manufacturing a cathode active material for a secondary battery having an opening shape through which a reactive gas can move during sintering.
제2항에 있어서,
상기 제1 세라믹판 및 제2 세라믹판은 격자 형태의 개구 형상을 갖는 이차전지용 양극 활물질의 제조장치.
3. The method of claim 2,
The first ceramic plate and the second ceramic plate are an apparatus for manufacturing a cathode active material for a secondary battery having an opening shape in the form of a lattice.
제2항에 있어서,
상기 제1 세라믹판 및 제2 세라믹판은 개구율이 30 내지 75%인 이차전지용 양극 활물질의 제조장치.
3. The method of claim 2,
The first ceramic plate and the second ceramic plate have an aperture ratio of 30 to 75%.
제4항에 있어서,
상기 제1 세라믹판 및 제2 세라믹판은 개구율이 45 내지 60%인 이차전지용 양극 활물질의 제조장치.
5. The method of claim 4,
The first ceramic plate and the second ceramic plate have an aperture ratio of 45 to 60%.
제1항에 있어서,
상기 제1 세라믹판 및 제2 세라믹판은 그라파이트, Al2O3, ZrO2 및 석영으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 이차전지용 양극 활물질의 제조장치.
According to claim 1,
The first ceramic plate and the second ceramic plate are at least one selected from the group consisting of graphite, Al 2 O 3 , ZrO 2 and quartz.
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